Рівні організації живого
Рівні організації живої матерії
Органічний світ на Землі являє собою складну біологічну систему життєвих форм, яка складається з окремих комплексних утворень - біотичних угруповань різного рівня.
Біологічна відкрита система - це структура, яка здійснює постійний обмін речовин та енергії із середовищем, у котрому вона народилася, та є структурно стійкою в ньому.
Виділення рівнів організації біологічних систем має за мету розкриття сутності живої природи в її русі, у пізнанні законів розвитку.
Жива матерія може перебувати на різних рівнях організації, що поступово сформувалися в процесі її еволюції.
Розрізняють такі рівні організації живої матерії:
Рівні організації живої матерії
Рівень функціонування біологічних макромолекул - біополімерів: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, ліпідів, стероїдів. З цього рівня починаються найважливіші процеси життєдіяльності:
Цей рівень вивчають: біохімія, молекулярна генетика, молекулярна біологія, біофізика.
Молекулярний рівень
Клітинний рівень - це рівень клітин бактерій, ціанобактерій, одноклітинних та багатоклітинних організмів. Клітина - це структурна та функціональна одиниця живого. Вона є елементарною одиницею будови, життєдіяльності і розвитку живої матерії.
Клітинний рівень
Характеризується тим, що в кожній клітині як одноклітинних, так і багатоклітинних організмів відбуваються обмін речовин і перетворення енергії, зберігається та реалізується вся спадкова інформація. Клітини здатні до розмноження і передачі спадкової інформації дочірнім клітинам. Цей рівень вивчають цитологія, цитохімія,
цитогенетика, мікробіологія.
Клітинний рівень
Тканинний рівень організації - це рівень, на якому вивчається будова і функціонування тканин. Досліджується цей рівень гістологією і гістохімією.
Тканинний рівень
Системний рівень організації - це рівень органів багатоклітинних організмів. Під час індивідуального розвитку клітини спеціалізуються за будовою та виконуваними функціями, часто формуючи тканини. З тканин формуються органи. Вивчають цей рівень анатомія, фізіологія, ембріологія.
Системний рівень
Різні органи взаємодіють між собою у складі певної системи органів. Цим забезпечується функціонування цілісного організму як інтегрованої біологічної системи. Організмовий рівень організації - це рівень одноклітинних, колоніальних і багатоклітинних організмів. В одноклітинних організмів організмовий рівень збігається з клітинним.
Організмовий рівень
Специфіка організмового рівня в тому, що на цьому рівні відбувається декодування і реалізація генетичної інформації, формування ознак, властивих особинам даного виду. Цей рівень вивчається морфологією, анатомією, ембріологією, фізіологією, генетикою, палеонтологією.
Організмовий рівень
Особини одного виду об’єднуються в групи – популяції.
Популяції одного виду більш-менш відмежовані від інших.
Популяції є не тільки елементарними одиницями виду, а й еволюції, оскільки в них відбуваються основні еволюційні процеси.
Ці процеси здатні забезпечити формування нових видів, що підтримує біологічне різноманіття нашої планети.
Популяційно-видовий рівень
Популяційно-видовий рівень організації характеризується високим біорізноманіттям. На цьому рівні вивчаються генетичні і екологічні особливості популяцій, елементарні еволюційні чинники, їх вплив на генофонд та проблеми збереження видів.
Цей рівень вивчається систематикою, таксономією, екологією, біогеографією, генетикою популяцій.
Популяційно-видовий рівень
Популяції різних видів, які населяють спільну територію, взаємодіють між собою та з чинниками неживої природи, входять до складу надвидових біологічних систем – екосистем. Екосистеми, які охоплюють територію з подібними фізико-кліматичними умовами, називають біогеоценозами.
Для них характерні постійні потоки енергії між популяціями різних видів, а також постійний обмін речовиною між живою та неживою частинами біогеоценозів, тобто колообіг речовин.
Біогеоценотичний рівень
Біогеоценотичний - це рівень мікроекосистем та макроекосистем. На ньому вивчаються типи живлення, типи взаємин організмів і популяцій в екосистемі, чисельність популяцій, динаміка чисельності популяцій, щільність популяцій, продуктивність екосистем, сукцесії.
Цей рівень вивчає екологія.
Біогеоценотичний рівень
Окремі екосистеми нашої планети разом утворюють біосферу – частину оболонок Землі, населену живими організмами. Біосфера становить єдину гігінтську екосистему нашої планети – мега-екостистему. Біосферний рівень організації живої матерії характеризується глобальним колообігом речовин, хімічних елементів і потоками енергії, які забезпечують функціонування біосфери.
Біосферний рівень
За сучасними даними біологічної науки, рівнів організації живої матерії визначають менше:
Методи біологічних досліджень
Біологія (дав.-гр. βίοσ - життя і λόγος – вчення) – наука про життя в усіх його проявах
Головне завдання біології – побудувати систему знань, що спираються на достовірні факти і узагальнення, які можна перевірити або спростувати
Етапи наукового дослідження
факт
Деякі ознаки передаються від батьків дітям, а деякі - ні
гіпотеза
(припущення)
Ознака – це наслідок перемішування спадкових задатків батьків
нові
факти
?
Досліди Менделя
Відкрито ДНК
і хромосоми
Розташування генів
теорія
Хромосомна
теорія
спадковості
Методи наукових досліджень
Метод – це спосіб теоретичного дослідження
або практичного здійснення явища
Емпіричні методи
- методи, за допомогою яких вивчаються
природні об'єкти, доступні безпосередньому живому спогляданню
спостереження
порівняльно-описовий
експериментальний
моніторинг
Теоретичні методи
- методи, за допомогою яких здобуваються знання шляхом обробки результатів та розрахунків
моделювання
статистичний
Спостереження – це метод, при якому об’єкт або явище вивчають без втручання в нього, фіксують, вимірюють лише його властивості
Розпускання квітів
Спостереження – це метод, при якому об’єкт або явище вивчають без втручання в нього, фіксують, вимірюють лише його властивості
Життя і поведінка тварин
Спостереження – це метод, при якому об’єкт або явище вивчають без втручання в нього, фіксують, вимірюють лише його властивості
Видовий склад лук
Порівняльно-описовий метод використовується для порівняння об'єкта дослідження з подібними об'єктами чи процесами
Арістотель - давньогрецький науковець-енциклопедист, філософ і логік
Арістотель заклав основи описової й порівняльної анатомії, описав близько 500 видів тварин
Експериментальний метод полягає у тому, що дослідник змінює звичні умови існування об’єкта, спостерігає за наслідками змін
Вивчення впливу різних факторів на проростання насіння
Вивчення впливу різного навантаження на роботу серцево-судинної системи і м’язи
Вивчення розумової діяльності тварин
Моніторинг – це система постійних спостережень за станом і перебігом процесів, що проводяться тривалий час
Вивчення зміни популяцій тварин на певній території
Вивчення зміни видового складу зимуючих птахів
вуглекислий газ
метан
Нітроген оксид
Вивчення вмісту парникових газів в атмосфері
Метод моделювання – вивчення певного процесу, явища або об’єкта за допомогою створеної моделі чи імітації
Модель клітини
Модель молекули
Модель клітинної мембрани
Акваріум – модель водойми
Кактусова оранжерея – модель пустелі
Статистичний метод – математична обробка матеріалу, зібраного у результаті інших досліджень, що дозволяє його всебічно проаналізувати та встановити певні закономірності
Підведемо підсумки!
факт – постановка проблеми – гіпотеза – перевірка гіпотези – теорія
- емпіричні (спостереження, порівняльно-описовий,
експериментальний, моніторинг);
- теоретичні (моделювання, статистичний)